[发明专利]一种核-壳结构硅@氧化亚硅/碳负极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种核-壳结构硅@氧化亚硅/碳负极材料的制备方法，其特征在于：以γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二醛分子及纳米硅粉为原料、以纯水为溶剂，先通过醛氨缩合反应制得聚合物前驱体，再在惰性气体条件下高温热解得到核-壳结构硅@氧化亚硅/碳负极材料，记为Si@SiOx/C；所述的核-壳结构硅@氧化亚硅/碳负极材料是将纳米硅颗粒包裹在碳掺杂的氧化亚硅球壳内部；所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、将二醛分子加入纯水中，搅拌均匀，获得溶液A；所述二醛分子包括乙二醛、戊二醛、对苯二甲醛、邻苯二甲醛和4,4-联苯基二甲醛中的至少一种；

步骤2、将纳米硅粉加入十二烷基磺酸钠的水溶液中，搅拌均匀，获得分散液B；

步骤3、将分散液B加入溶液A中，搅拌均匀后，向其中缓慢滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷，并在搅拌条件下反应，获得聚合物前驱体；

步骤4、将所述聚合物前驱体冷冻干燥，随后在氩气氛围下高温热解，即获得Si@SiOx/C。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二醛分子及纳米硅粉的摩尔比为2：1：0.1～0.2。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中，纳米硅粉和十二烷基磺酸钠的质量比为1：0.1～1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述搅拌是在80℃条件下以400r/min的速率搅拌30分钟。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述反应的搅拌速度为300～500r/min，反应温度为80℃、反应时间为30～60分钟。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述冷冻干燥的温度为-50℃、时间为24小时，所述高温热解的温度为600～1000℃、升温速率为5～20℃/min、热解时间为2～4h。

7.一种权利要求1～6中任意一项所述制备方法所制得的核-壳结构硅@氧化亚硅/碳负极材料。

8.一种权利要求7所述核-壳结构硅@氧化亚硅/碳负极材料在锂离子电池负极中的应用。